Çiftleşme Sonrası Cinsel Seçilim: Spermler Arası Mücadele, Yeni Türlerin Evrimini Tetikliyor!

İnsan dahil türlerin çoğunda gerçekleşen dişinin farklı erkeklerle çiftleşmesi, dişinin üreme alanının içinde 2 veya daha fazla erkekten gelen spermin örtüşmesi ile sonuçlanır. Bu olay meydana geldiğinde sperm dişinin yumurtasının fertilizasyonu için mücadele eder. Dişi de, döllenme için, diğer spermlere üstün gelen spermin lehine hakkını kullanma olanağına sahiptir. 

Çiftleşme Sonrası Cinsel Seçilim olarak isimlendirilen bu cinsel seçilim süreçleri çok hızlı gerçekleşir ve spermler ile dişi üreme alanı özelliklerindeki evrimsel değişimleri koordine eder. Bu değişimlerin türleşmenin önemli bir parçası olduğu düşünülmektedir.

Spermlerin dişinin vücudunda ne yaptığını gözlemenin çok zor olmasından ve spermleri diğer spermlerden ayıran özelliğin ne olduğunun gözlenmesinin zorluğundan dolayı, başarılı fertilizasyonda etkili olan özellikler ve süreçler şimdiye kadar tam olarak anlaşılamamıştı. Spermler ile dişinin üreme alanlarının özellikleri arasındaki evrimsel uygunsuzluğun olabileceği yerde, melez çiftleşmede spermin kaderinin neyin belirlediği hakkında hemen hemen hiç bir şey bilinmemektedir. 

Profesör John Belote, karanlıkta parlayacak şekilde spermleri farklı renklerle renklerdirerek, meyve sineklerinin yakından akraba türlerinde yapılan genetik mühendisliği yöntemiyle bu bilinmezliğin üstesinden geldi. Syracuse Üniversitesi'nin Pitnick laboratuvarında Scott Pitnick, Mollie Manner ve diğer meslaktaşarıyla çalışan John Belote melez çiftleşmede spermler ile dişinin karşılıklı iletişiminlerini ve sperm mücadelesini gözlemleyebildi. Syracuse Üniversitesi'nde, Biyoloji Bölümü'nde Profesör olan Patnick, şunları söylüyor:

Yeni türlerin nasıl meydana geldiği; biyologların karşı karşıya kaldığı en önemli sorudur ve o konu hakkında öğreneceğimiz daha çok şey var. 

Ayrıca Patnick, türler arasındaki genetiksel ayrımının devam etmesini sağlayan mekanizmaların açığa çıkartılmasındaki zorluklar olduğundan bahsetmektedir. Araştırmasının öneminden şu şekilde bahsetmektedir: 

Current Biology dergisinde yayımlanan bu yayın, belki de benim kariyerimin en önemli yayınıdır.

Biyoloji Bölümü'nde Profesör olan Belote ise şunları söylemektedir: 

Cinsel seçilim araştırmaları temel olarak birleşme sonrasından ziyade öncesine hitap ediyor. Bu farklılığın temel sebebi, daha önce bahsedilen spermler ile dişi arasında ki karşılıklı ilişkinin çalışılmasının zorluğudur. Kopulasyon (birleşme) sonrasında kardeş türler arasında ki fenotipik çeşitliliğe odaklanarak, üreme izolasyonunu ve izolasyon gibi belli başlı doğal mekanizmaları tahmin edebiliriz.

Cinsel seçilim çalışmalarının kökeni, Darwin’in çığır açan "İnsanın Türeyişi ve Cinsel Seçilim" kitabına kadar gitmektedir. O zamandan itibaren bu konuda çok fazla şey yazılmıştır. Erkeklerin birleşmeden önce dominant olmak için neler yaptığına dair bir çok gözlemlere tanıklık ettik. Deniz fillerinin birbirlerinin boyunlarına saldırmalarını veya geyiklerin boynuzlarını birbirlerine vuruşunu bir düşünün. 

Diğer bir yandan kopulasyon sonrası çalışmalar 1970’lere kadar gün yüzünde değildi. 

Syracuse Üniversitesi

Pitnick ve Belote, genetik olarak değişen meyve sineklerinin sperm başlarına floresan kırmızı veya yeşil reporter (haberci) protein ekledi. Bu yaklaşım sayesinde direkt olarak spermlerin mücadelesini ve sperm kaderinde dişinin hareketini gözlemleyebilmemizi sağladı. Çalışmanın merkezinde Drosophila simulans ve D. mauritiana olmak üzere 2 akraba meyve sineği türü vardı. Ve bunlar 260 bin yıl önce ortak atadan ayrılmışlardır. Bu yakın akraba türlerle çalışmak sadece sperm mücadesinin hareketini değil aynı zaman da belli başlı mekanizmaları ve hızlı değişimin nasıl olduğuna dair bilgileri daha iyi anlamamızı sağlamaktadır. 

Sonuç olarak, Pitnick ve Belote, bir dişi iki defa çiftleştiğinde neler olduğunu daha iyi bir şekilde anlayabilmiştir. Bir diğer deyişle, türün dişisi, önce bir türün erkeğiyle, sonra bir diğer türün erkeğiyle çiftleştiğinde neler olduğunu... Sonrasında bunun sonuçlarını daha kolay bir şekilde hesaplayabildiler ve spermler ile dişi uyumsuzluklarının nasıl evrimleştiği temelinde bunları analiz edebildiler. Pitnick, çalışmayı şöyle özetliyor:

Araştırmamızdan alınabilecek ana sonuç, çiftleşme sonrası cinsel seçilimin çok kısa sürede, spermler ile dişi üreme kanalı arasında kritik uyumsuzluklar yaratabilir ve bu da, izole olmuş popülasyonlar ile türler arasındaki gen akışını engeller. Dişiler rastgele, birden fazla erkekle çiftleşebildikleri için, çiftleşme sonrası cinsel seçilim oldukça etkilidir ve türleşmenin yaygın bir mekanizması olması çok muhtemeldir.